(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、信頼性の高いリッジ型半導体レーザ素子及び光モジュールを得ることである。【解決手段】  リッジ型半導体レーザ素子において、ｐ側電極は第１の導体層領域とこの上部の第２の導体層領域とを有する。そして、第２の導体層領域の少なくとも一方の端面が反射端面より内側に設定される。素子端面に対しての電極による応力に基づく歪が小さくなり、同時に過飽和吸収を起こさない構造を持つ。本発明によって、信頼性の高いリッジ型半導体レーザを得ることが出来る。こうした半導体レーザ素子を用いた光モジュールは極めて信頼性は高い。【選択図】  図１
2010124002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、少なくとも活性層を有する半導体積層体と、前記半導体基板の前記半導体積層体が設けられた側と反対側に設けられた電極と、前記半導体積層体側に設けられた電極とを少なくとも有し、
前記半導体積層体は、当該半導体積層体が有する前記活性層に対して、その上部領域に、光の進行方向に長手方向を有する凸状の半導体積層体部分を有し、
前記半導体積層体側の電極は、少なくとも前記凸状の半導体積層体部分の上面に接触し、且つ
前記半導体積層体側の電極は複数の導体層で構成され、この複数の導体層の内の少なくとも一層、或いは少なくとも一層の当該導体層の端部部分より層の厚さの厚い一部領域が、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の少なくとも一方の端面位置より内側に、その導体層の端面位置或いは前記導体層の端部部分より厚さの厚い一部領域の端部位置を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記複数の導体層の内の少なくとも一層が、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の双方の端面位置より内側に、その導体層の端面を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子及びその半導体レーザ素子を搭載した光モジュールに関するものである。こうした光モジュールの例は、例えば光送信モジュール或いは光トランシーバ等をあげることが出来る。
【背景技術】
【０００２】
光通信の光源となる１．３μｍ−１．５５μｍ帯半導体レーザ素子には、従来ＩｎＰ基板上に格子整合したＩｎＧａＡｓＰ系の材料が用いられて来た。そして、この半導体レーザ素子は電子冷却素子と共に光送信モジュールに搭載されてきた。従来の半導体レーザ素子を次に例示する。図１３は、レーザ共振器の反射面まで延在する電極構造を持つリッジ型半導体レーザ素子の例である。この例では、ｎ−ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰクラッド層４１、ＩｎＧａＡｓＰ活性層４２、及びｐ−ＩｎＰクラッド層５が積層して形成されている。発光領域に対応し、凸状に形成されたｐ−ＩｎＰクラッド層５の上部にはｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層６が形成される。この上にオーミック電極であるｐ型電極８が形成される。通例このｐ型電極８は複数の導体層からなる。そして、このｐ型電極８上に配線用パッド部１１が形成される。配線用パッド部１１はｐ型電極８より延在して形成される。一方、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面にｎ側電極１０が設けられている。
【０００３】
一方、Ｃ．Ｅ．Ｚａｈ等よりＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、  Ｖｏｌ．３０、  Ｎｏ．２、  ｐ．５１１  （１９９４）（非特許文献１）に、ＩｎＧａＡｓＰ系に変わって、広い温度範囲で動作するＩｎＧａＡｌＡｓ系半導体レーザ素子が報告されている。それは、高温動作中でも電子冷却素子を不用とするためである。近距離のデータコム系ネットワークでは低価格化が求められているために、直接変調型ＩｎＧａＡｌＡｓ系半導体レーザ素子とそのレーザ素子を搭載した光送信モジュールの開発が進んでいる。
【０００４】
一方、窒化物半導体材料を用いた半導体レーザ素子や埋め込みヘテロ型の半導体レーザ素子で、素子作成工程上の問題を避けるために、反射面近傍での電極金属層端面が後退している構造は存在する。例えば、公開特許公報、特開２０００−２７７８４６号（特許文献１）には、窒化物半導体材料を用いた半導体レーザ素子に限定して、接触部ｐ電極を共振器端面まで形成し、その上に共振器端面より内側に端面を持つ主ｐ電極を形成する構造が示されている。しかし、その効果は基板が劈開性を持たないため、共振器端面形成時のへき開に伴う衝撃による電極はがれや共振器端面側への主ｐ電極だれを防止することを述べているにとどまっている。公開特許公報、特開平１１−３４０５７３号（特許文献２）には、窒化ガリウム系半導体レーザ素子の自励発振を得る目的で反射面近傍で電極を付けない構造が示され、公開特許公報、特開平１０−２７９３９号（特許文献３）には窒化物半導体レーザ素子の共振器端面形成時の分割による衝撃で電極がはがれるのを防止する目的で同様の構造が示されている。
【０００５】
又、公開特許公報、特開平３−２０６６７８号（特許文献４）には、従来の埋め込みヘテロ型の半導体レーザ構造が図１４のように図示されているが端面における電極形状の効果は明示されていない。図１４において、符号１はｎ−ＩｎＰ基板、７は保護膜、８は上面電極、９は上部電極の第１の導体層、１０は裏面電極、４１はｎ−ＩｎＰクラッド層、４２はＩｎＧａＡｓＰ活性層、４３はレーザ発振領域、４４はｐ−ＩｎＰクラッド層、４５はｐ−ＩｎＰ埋込層、４６はｉ−ＩｎＰ埋込層、４７はｎ−ＩｎＰ埋込層、４８はｐ−ＩｎＰ埋込層、４９はｐ−ＩｎＰ埋込層、５０はメサ溝、５１は埋込メサ溝である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７７８４６号公報
【特許文献２】特開平１１−３４０５７３号公報
【特許文献３】特開平１０−２７９３９号公報
【特許文献４】特開平３−２０６６７８号公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、  Ｖｏｌ．３０、  Ｎｏ．２、  ｐ．５１１  （１９９４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、信頼性の高いリッジ型半導体レーザ素子及び光モジュールを得ることである。
【０００８】
本発明者らは、前述の図１３に例示した構成を、新たな材料系であるＩｎＧａＡｌＡｓ系或いはＩｎＧａＡｓＰ系のリッジ型半導体レーザ素子に適用すると、その特性の信頼性が低いことを見出した。それは、通常の動作中や大電流注入時に突然、発光特性が劣化するという問題が生ずる為である。
【０００９】
こうした状況を背景に、本発明は、第１に信頼性の高いリッジ型半導体レーザ素子を提供することを目的とする。更に、第２には、本発明による半導体レーザ素子を用いて、信頼性の高い光送信モジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
こうした目的の達成の為の技術的側面は、次の2点である。第１には、リッジ型半導体レーザ素子の端面への電極応力による歪を小さくすることにある。更に、過飽和吸収を起こさない構造となすことが考慮される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
リッジ型半導体レーザ素子の、いわゆる上側電極は、半導体レーザ用の半導体積層体のコンタクト層上にオーミック電極を形成するが、このオーミック電極に次の特徴を加える。即ち、前記上側電極、即ち半導体積層体側の電極は、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の少なくとも一方の端面位置より内側に、その電極層の端面位置を有するように構成される。或いは、前記電極は、その端部に厚さの薄い部分を有し、且つこの端部に厚さの薄い部分に連なる電極の厚さの厚い領域の端部が、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の少なくとも一方の端面位置より内側に位置するように構成するのである。
【００１２】
多くの場合、オーミック電極は通例複数の導体層の積層で構成する。以下、主に、複数層で構成された電極の例を用いて本発明を説明する。又、説明を容易となす為、当該上側電極の半導体積層体側の層領域を、第１の導体層領域、この上部の層領域を第２の導体層領域と称する。本発明の代表的形態は、前記第１の導体層領域上に形成された第２の導体層領域の少なくとも一方の端面を、前記第１の導体層領域の端面より内側となすのである。こうして、光共振器の反射面近傍の電極用導体層の厚さを薄くする。或いは、光共振器の反射面近傍より電極用導体層を後退させることも可能である。
【００１３】
尚、リッジ型とは、半導体基板を基準にして当該半導体レーザ素子の活性層の上部に、概ね発光領域の対応する幅を持つ凸状の半導体積層体が、光の進行方向に長手方向として設けられる。一般に、こうした発光領域の対応する幅を持つ凸状の半導体積層体を配置した半導体レーザ素子をリッジ型と称している。多くの例では、活性層上部のクラッド層から上部の半導体積層体を前記凸状の半導体積層体として形成している。勿論、必要に応じて各種凸状の半導体積層体の構成方法が考えられる。
【００１４】
第２の導体層領域の少なくとも一方の端面を、前記第１の導体層領域の端面より内側となす形態は、複数の形態がある。勿論、本発明は、第２の導体層領域の少なくとも一方の端面で効果を奏するが、光共振器の両端面に同形態を適用するのが好ましい。それは、効果の要因から理解されるであろう。
【００１５】
更に、第２の導体層領域の少なくとも一方の端面を、前記第１の導体層領域の端面より内側となすにあたって、代表的には次のような形態がある。
（１）前記第１の導体層領域の端面は光共振器の端面と概ね同等の位置とし、第２の導体層領域の端面を前記第１の導体層領域より後退させる形態。
（２）前記第１の導体層領域及び第２の導体層領域の端面を共に光共振器の端面より後退させる形態。
（３）前記第１の導体層領域及び第２の導体層領域の端面を共に光共振器の端面より後退させ、且つ、第２の導体層領域の端面を前記第１の導体層領域より後退させる形態。
（４）説明を分かり易くする為、電極を第１及び第２の導体層領域との呼称を用いた。しかし、例えば、第１の導体層領域が複数層で構成される場合、その一部の層を光共振器の端面より後退させ、第２の導体層領域を前記第１の導体層領域と共に光共振器の端面と同等の位置に設けることも可能である。一部後退させた導体層の故に、光共振器の端面近傍の電極の厚さを減ずることが出来る。或いは、ある層の端部近傍を除去する代わりに、相当する端部近傍で層の厚さを薄くすることによっても効果を奏することが出来る。尚、こうした層の加工は、導体の積層の最上層で行なうのが、実際的である。最上層に金層を用いることは、わけても有用である。
（５）一般に、少なくとも前記第１の導体層領域の接触するコンタクト層以外は、絶縁膜で覆われる。ここで、コンタクト層上の少なくとも一方の端面近傍が絶縁膜で覆われ、前記電極の第１の導体層領域は前記絶縁膜の少なくとも一部を覆うようにコンタクト層上に形成され且つ、その端面を共振器端面と同じか内側に持つように構成することも可能である。
【００１６】
尚、こうした端部近傍の電極構成の各種を、両端部で組み合わせて用いることも可能である。
【００１７】
こうして、本発明のいずれかの形態のリッジ型半導体レーザ素子を、光モジュール搭載することによって、極めて高信頼性を確保することが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、信頼性の高いリッジ型半導体レーザ素子及び光モジュールを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の第１の実施例による半導体レーザ素子の斜視図である。
【図２】図２は半導体レーザ素子の上側電極による応力と通電後のしきい電流増加率の関係例を示す。
【図３】図３は半導体レーザ素子の上側電極による応力と通電後のしきい電流増加率の関係例を示す。
【図４】図４はこれまでの構造を有するリッジ型半導体レーザ素子の上側電極による活性層に対する応力の計算結果を示す。
【図５】図５は本発明のリッジ型半導体レーザ素子の上側電極による活性層に対する応力の計算結果例を示す。
【図６】図６は、本発明の第１の実施例による半導体レーザ素子の実装法を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施例による半導体レーザ素子の斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施例による半導体レーザ素子の実装法を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施例による半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施例による半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の半導体レーザ素子を用いた光送信モジュールの斜視図である。
【図１２】図１２は、光送信モジュール構成の例の斜視図である。
【図１３】図１３は、従来の反射端面まで電極の付いた半導体レーザ素子の斜視図である。
【図１４】図１４は、従来の反射端面近傍で電極金属が後退した埋め込みヘテロ型半導体レーザ素子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の基本的な事項を一般な技術的側面を説明し、次いで個別の発明の実施の諸形態を説明する。
【００２１】
簡潔に述べれば、本発明は、コンタクト層の上側の電極を形成してから端面近傍の電極を薄くするのである。従って、例えば、基板がｎ型半導体基板の時、コンタクト層の上側のｐ側電極をチタン、白金、金の順に形成し、素子端面部ではバリア金属であるチタン、白金はそのまま残し、金のみ薄くする。全体の電極による応力を小さくするためにオーミック電極として残すチタン、白金もバリア金属としての効果が得られる範囲で薄くする。
【００２２】
即ち、リッジ構造の両側面が絶縁膜で覆われ、電極は前記コンタクト層上に形成され前記リッジ側面の絶縁膜外側を覆うオーミック電極と、前記オーミック電極を覆うように形成され少なくとも一方の端面を前記オーミック電極端面より内側に持つ電極金属とからなる。オーミック電極は、コンタクト層に近い順にチタン、白金を含み、電極金属の最表面層が金であるのが実際的である。又、オーミック電極がコンタクト層に近い順にチタン、ニッケルを含み、電極金属の最表面層が金の構成、あるいはタングステンシリサイドも好ましい。
【００２３】
その代表的な製造方法は、例えば、オーミック電極となるチタン、白金を含む材料と電極金属の最表面層となる金を連続して形成したあと、オーミック電極端面より電極金属の金の端面が内側になるように金を膜厚の一部または全部除去する。
【００２４】
さて、この時、残っているオーミック電極の抵抗値が高くなる。従って、リッジが電流の拡散しやすいＩｎＰであっても、クラッド層の厚みと垂直な方向への電流拡散が小さくなる。この為、端面部に電流が流れなくなり、過飽和吸収が起こることがある。例えば、リッジの高さが１．７μｍ、上側電極金属の除去範囲が５０μｍの場合、オーミック電極のシート抵抗が６０Ωでは過飽和吸収が起こる。しかし、これが４０Ωでは起こらない。６０Ωでも上側電極金属の除去範囲が２５μｍの場合、過飽和吸収は起こらない。実際的な値は、こうした電流拡散及び過飽和吸収などの諸特性を考慮して設計される。
【００２５】
一方、過飽和吸収を起こさない程度に電極端面を素子端面より後退させることも可能である。絶縁膜をコンタクト層上面の素子端面寄りに付着しその上からｐ側電極を形成し、絶縁膜によって電極端面の素子端面からの後退距離を限定すればよい。この時、素子端面部の応力を低減するためにｐ側電極端面または上側電極を素子端面より後退させる。例えば、ｐ側電極端面を素子端面より後退させるとき、リッジの高さが１．７μｍの場合は、コンタクト層上面の絶縁膜が端面より１０μｍの場合では過飽和吸収が起こり、７μｍ以下では過飽和吸収が起こらない。絶縁膜が端面より７μｍのときｐ側電極端面の後退距離は、たとえば２μｍから６μｍ程度とすることができる。
【００２６】
従って、導通に必要な面積を確保する必要があるため、反射面近傍の上側電極金属の除去範囲は小さい方がよいといえる。
【００２７】
又、上側電極金属はジャンクションダウン実装のときは、ソルダぬれが十分でないと放熱性が低下する。従って、ソルダぬれに必要な面積を確保しなければならない。その一方で、半導体レーザ素子とヒートシンクを融着させるソルダの応力の影響が素子端面に及ばないように、上側電極金属の端面は素子端面より、例えば２μｍ程度内側にする。
【００２８】
こうして、端面の電極除去の範囲の具体的値は、オーミック電極の抵抗値や劈開精度など諸要素とのかねあいで決められる。上述した諸条件を考慮した時、オーミック電極端面と電極金属端面との距離と、前記オーミック電極におけるシート抵抗との積が２Ω・ｍｍ以下であることが好ましい。過飽和吸収のおこらない条件は、次の条件下であった。例えば、第１は、オーミック電極端面と電極金属端面との距離が、５０μｍ（即ち、０．０５ｍｍ）で、且つオーミック電極のシート抵抗が４０Ωの時であった。この時、この両者の積は２Ω・ｍｍである。又、第２には、その両者が２５μｍ（即ち、０．０２５ｍｍ）で、且つオーミック電極のシート抵抗が６０Ωの時であった。この時、この両者の積は１．５Ω・ｍｍである。一方、過飽和吸収の起こる条件は、その両者が５０μｍ（即ち、０．０５ｍｍ）で、且つオーミック電極のシート抵抗が６０Ωの時であった。この時、この両者の積は３Ω・ｍｍである。ここに、その例を示したが、こうした諸条件での検討の結果、過飽和吸収のおこらない範囲は、オーミック電極端面と電極金属端面との距離と、前記オーミック電極におけるシート抵抗との積が２Ω・ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
尚、半導体レーザ素子の前記リッジ型を構成する凸状の半導体積層体の電極用導体層が設けられた領域以外は絶縁膜が設けられる。又、実際的には、この電極用導体層から延在して設けられる電極パッド部が形成される。
【００３０】
＜これまでの構造に基づく諸実験と本発明との比較考察＞
半導体レーザ素子の通常の動作中における、特性劣化原因は以下のように推定される。リッジ型半導体レーザ素子では、活性層に近い表面に凹凸のある構造に起因して、活性層に近い側の電極の応力による歪が、リッジ付け根部に大きくかかる。それは、電極に使われる金属の熱膨張係数が半導体基板の熱膨張係数の２倍程度以上大きい。従って、半導体レーザ素子を実装する場合、この半導体レーザ素子全体が加熱され次いで冷却する間に、引っ張り応力が残るためである。図１３に例示する構成のように、反射端面まで設けられた電極構造では、リッジ部分の付け根に大きな応力を受けて折れやすくなる。
【００３１】
更に、図２及び図３に特性を例示するように、半導体レーザ素子の信頼性はこの応力に大きな影響を受ける。図２は電極の応力が７３ＭＰａ、図３は７６ＭＰａの諸素子の特性を示す。図２及び図３はいずれも、半導体レーザ素子を電流一定で駆動した場合の、通電時間に対するしきい電流の増加率をパーセント（％）で示したものである。駆動電流はいずれも４．３×１０８Ａ／ｍ２、動作の雰囲気は１００℃である。同じ条件で作成した素子の特性比較であるが、電極の応力が大きい図３の諸例では極めてバラツキが大きい。そして、大きな特性劣化を示す素子が、大量に発生する。一方、電極の応力が小さい図２の諸例ではしきい電流変化率が小さい。特性劣化も小さい。
【００３２】
尚、これらの測定には、活性層に近い側の電極の厚さを変えることにより応力を変えた素子を用いた。図３のように、電極の応力が大きい場合に、半導体レーザ素子のしきい電流が通常の動作中に急速に増加して劣化した。こうした結果から、電極応力の低い素子の方が高い信頼性を持ち、活性層に近い側の電極の応力が活性層やリッジ構造に及ぼす歪が劣化につながるものと、十分推測できる。
【００３３】
図４はリッジ型半導体レーザ素子の活性層に近い側の電極による、当該活性層への応力のかかり具合の例を計算した結果を示す図である。横軸は活性層の反射端面から光共振器内部方向への距離、縦軸が各位置での応力を示す。図４の計算結果の例に見られるように、リッジ型半導体レーザ素子の活性層における上側電極に用いる金属膜による引っ張り応力は、特に反射面近傍で高い。活性層の反射面でその応力による歪が大きい。この為、活性層に転位を生じ、且つ増殖しやすい。このことに起因して、半導体レーザ素子の特性の劣化率が高くなると考えられる。又、活性層において引張歪が生じている部分では、半導体のバンドギャップがそれ以外の部分より小さくなっている。従って、半導体レーザ発振時に光を吸収して温度上昇が起こり、このことによって、更に、バンドギャップが小さくなって、光吸収が起こる。こうした正帰還が働いて、最後には、光が出なくなる程劣化する可能性もある。実際に、図１３に示す従来構造の半導体レーザ素子を、８５℃の窒素雰囲気中で１０ｍＷの光出力一定駆動を試みた。この結果、微分量子効率が下がって光出力１０ｍＷを保つことができなくなる問題が発生した。
【００３４】
図５は、上述した本発明の例において、上側電極による活性層における応力の計算結果の例を示す図である。即ち、レーザ素子の構成は、リッジ型半導体レーザ素子のリッジの上面のみ、２μｍ程度の範囲で金属の一部を除いた場合の例である。横軸は活性層の反射端面から光共振器内部方向への距離、縦軸が各位置での応力を示す。図５の計算結果に見られるように、活性層におけるｐ側電極に用いる金属膜による引っ張り応力は、リッジの上面のみ２μｍ程度の範囲の金を除いた場合、リッジ上部全体に金がついている場合に比べて２０％減少する。この例では、リッジ上面のみ金を除去したが、リッジ両脇の金も除去することによって、更に低応力を実現可能である。
【００３５】
一方、大電流注入時の劣化は以下のように推定される。反射端面付近の電極による応力がほぼ等しくなるように、次の２つの構造で電流―光出力特性を比較した。図１３の構造のリッジ型半導体レーザ素子では２５００Ａ／ｍｍ２の大電流注入では突然劣化を生じた。図１３の構造に加えて、ｐ−ＩｎＡｌＡｓコンタクト層６の上に酸化シリコン絶縁膜を端面から５μｍの範囲まで付着した上にオーミック電極８、ｐ側電極９を付着させた構造とした場合は２５００Ａ／ｍｍ２の大電流注入では劣化せず光出力が飽和した。後者の素子は反射端面付近には電流注入しておらず、ｐ−ＩｎＰクラッド層内の電流拡散でのみキャリアを端面付近に供給している。即ち、素子中央付近の電流密度が等しいとき、反射端面付近での電流密度が低い素子の方が突然劣化が起こりにくく、信頼性が高い。これより、反射端面付近での電流密度が大きいと活性層端面の自然酸化膜または端面保護膜との間の界面順位を介して非発光再結合が起こり発熱して劣化につながると推定できる。
【００３６】
又、図４の計算結果より活性層反射端面からの距離が２μｍ程度以下の領域は引張歪が生じているので、この領域での電流密度を他の部分より小さくしてキャリアが非発光再結合に使われるのを防ぐことにより吸収を減らすことも必要となる。そのためには反射端面における活性層付近の電流密度を共振器内部の電流密度に比べて小さくなるようにする必要がある。但し、活性層反射端面での電流密度を下げすぎて端面部に電流が流れなくなり過飽和吸収が起きると、素子の劣化につながる。そこで、過飽和吸収が起きない程度に端面部の電極を薄くするか、電極面積を小さくするとよい。
【００３７】
尚、図４の計算は半導体層の物性をＩｎＰで計算しているので半導体層の歪を考慮していないが、活性層が圧縮歪であるときは反射端面では歪の開放により引張歪が生じているので、電極金属膜による歪と併せてさらに大きな歪量となっていると推定できる。
【００３８】
これまで、本発明の基礎となる事実について、諸特性の比較と考察を行なった。以下、本発明の具体的な実施の諸形態を説明する。
【００３９】
＜実施の形態１＞
本例は、ｐ側電極を構成する導電体の積層体、即ち、第１の導体層領域と第２の導電層領域の内、上層の導体層のみ、即ち第２の導電層領域の反射端面の近傍領域を除去する例である。こうして、活性層領域に近い側の電極の一部が、反射端面より後退して設けられる。
【００４０】
図１はこの第１の実施例である半導体レーザ素子の斜視図である。ｎ型ＩｎＰ基板１上に、有機金属気相成長法を用いて、通例のダブルヘテロ構造の化合物半導体の積層体を形成する。即ち、ｎ型ＩｎＡｌＡｓクラッド層２とＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層（この層は付加的な層であるので図示されず）、ＩｎＧａＡｌＡｓ活性層３、ＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ層（この層は付加的な層であるので図示されず）、ｐ型ＩｎＡｌＡｓ第１クラッド層４、ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５、及びｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６が、順次形成される。ここで、ＳＣＨ層とは、いわゆるキャリア閉じ込め領域と光閉じ込め領域を別々にする為の層で、これまで知られたのもである。
【００４１】
ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５とｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６とは、リッジ構造となるように、フォトリソグラフィー法により加工する。
【００４２】
次いで、リッジ型領域を構成するｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６の表面以外の領域は、パッシベーション膜として、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により酸化シリコン膜７を形成する。
【００４３】
その上に、オーミック電極を構成するｐ側電極８として、ｐ側電極の第１及び第２の導体層領域９−１、９−２を形成する。具体的には、連続して厚さ１００ｎｍのチタン、厚さ１００ｎｍの白金、厚さ６００ｎｍの金を順に蒸着する。そして、第１及び第２の導体層領域９−１、９−２を構成する導体層を、リッジ上面と配線用パッド１１の部分が残るように形状加工する。
【００４４】
更に、フォトリソグラフィー法により、反射端面近傍の領域の電極を構成する、チタン、白金、金のうち、最表面金の一部のみを除去する。チタン、白金と金の一部は残しておく。チタン層及び白金層の積層が第１の導体層領域９−１である。金層が第２の導体層領域９−２である。反射端面近傍の金層の除去範囲は小さい方がよい。例えば、１０μｍとする。エッチング液は、ヨウ化アンモニウムＮＨ４Ｉとヨウ素Ｉ２とを純水に溶解させたものが好例である。
【００４５】
次に、ｎ型ＩｎＰ基板１の下面を研磨して１２０μｍに薄くした後、金−ゲルマニウム、ニッケル、金を蒸着してｎ側電極１０を形成する。こうして準備した半導体レーザウエハをへき開し、一対のレーザ共振器端面１２、１３を形成する。共振器端面には端面保護と反射率調整を目的として、通例の絶縁膜を形成する。図ではこの絶縁膜は図示が省略されている。
【００４６】
図６に示すように、この半導体レーザ素子２１をシリコンサブマウント２２にジャンクションアップ法で金−スズのハンダ材により接続し、素子電極とパッケージ電極リードとを金ワイヤで接続する(図示せず)。ジャンクションアップ法とは、接合面を有し能動領域をサブマウント２２に対して上部に配置するマウント法である。
【００４７】
本実施例の半導体レーザ素子は、８５℃の窒素雰囲気中で、１０ｍＷの光出力の一定の条件の駆動で、５０００時間の安定動作をしている。この例の推定寿命は１０万時間である。又、本実施例の作成方法は、ｐ側電極８とオーミック電極９が一度に連続して蒸着できる。従って、容易に素子抵抗を従来素子と同程度にすることが出来る。このことは、製造工程が簡便であるという利点を生み出す。
【００４８】
＜実施の形態２＞
本例は、ｐ側電極の発光面側の端部を反射端面より内部に後退した位置に設定した例である。更に加えて、ｐ側電極を構成する第１の導体層領域を残して、この上部の第２の導体層領域の反射端面側を、前記第１の導体層領域の反射端面側より更に後退させた例である。
【００４９】
図７は本発明の第２の実施例の半導体レーザ素子の斜視図である。ｎ型ＩｎＰ基板１上に有機金属気相成長法を用いて、次の各層が順次積層される。それらの層は、ｎ型ＩｎＡｌＡｓクラッド層２とＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層（この層は図示されず）、ＩｎＧａＡｌＡｓ活性層３、ＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ層（この層は図示されず）、ｐ型ＩｎＡｌＡｓ第１クラッド層４、ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６の各層である。次いで、これまでの例と同様に、ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５及びｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６を、いわゆるリッジ構造となるようにフォトリソグラフィー法により加工する。ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６表面以外の領域とｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層の端面付近の７μｍ幅の領域は、プラズマＣＶＤにより形成した酸化シリコン膜７により覆われている。
【００５０】
この上部に、ｐ側電極８として、第１の導体層領域９−１と第２の導体層領域９−２とを連続して、厚さ２００ｎｍのチタン、厚さ１５０ｎｍの白金、厚さ６００ｎｍの金を順に蒸着する。こうして、ｐ側電極８としてオーミック電極用積層体が形成される。
【００５１】
この導体の積層体を、その端面部７μｍを除く、リッジ上面と配線用パッド１１が残るように形状加工する。この場合、ホトリソグラフィー法により、反射端面近傍領域の第１の導体層領域及び第２の導体層領域内、最表面の第２の導体層領域の一部のみを除去して、第１の導体層領域と第２の導体層領域の一部はオーミック電極として残しておく。この例では第１の導体層領域はチタン層、白金層、第２の導体層領域は金層である。端面近傍の金層の除去範囲は、端面より例えば５μｍとする。エッチング液はヨウ化アンモニウムＮＨ４Ｉとヨウ素Ｉ２とを純水に溶解させたものである。
【００５２】
次に、ｎ型ＩｎＰ基板１の下面を研磨して１２０μｍに薄くした後、金−ゲルマニウム、ニッケル、チタン、白金、金を蒸着してｎ側電極１０を形成する。
【００５３】
こうして準備した半導体レーザウエハをへき開し、一対のレーザ共振器端面を形成する。共振器端面には端面保護と反射率調整とを目的として、絶縁膜を形成する。図ではこの絶縁膜は図示が省略されている。
【００５４】
図８は半導体レーザ素子２１をサブマウント２２に搭載した状態を示す斜視図である。半導体レーザ素子２１のｐ側電極８と同形に金−スズのハンダ材がパターニングされたシリコンサブマウント２２に、この半導体レーザ素子２１をジャンクションダウン法で搭載されている。この搭載は、位置合わせ用マーカ１２を赤外光で透過して位置を確認しながら接続し、半導体レーザ素子電極とパッケージ電極リードとを金ワイヤで接続する。
【００５５】
本実施例による半導体レーザ素子は８５℃の窒素雰囲気中で１０ｍＷの光出力一定駆動で５０００時間の安定動作をしており、推定寿命は１０万時間である。
【００５６】
＜実施の形態３＞
本例は、実施の形態１或いは２と類似する形態であるが、その製造方法を異にする。
本例では、第２の導体層領域を、第１の導体層領域の形成後、改めて積層する。
【００５７】
図９は本発明の第３の実施例による半導体レーザ素子の斜視図である。これまでの例と同様に、有機金属気相成長法を用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ型ＩｎＡｌＡｓクラッド層２とＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層（図示せず）、ＩｎＧａＡｌＡｓ活性層３、ＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ層（図示せず）、ｐ型ＩｎＡｌＡｓ第１クラッド層４、ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６を順次形成する。ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６はリッジ構造となるようにフォトリソグラフィー法により加工する。ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６表面以外の領域は、熱ＣＶＤにより形成した酸化シリコン膜７により覆われている。
【００５８】
その上に、ｐ側電極８の第１の導体層領域９−１となる厚さ１００ｎｍのチタン、厚さ１００ｎｍの白金、厚さ５０ｎｍの金を順に蒸着する。そして、この第１の導体層領域を、リッジ上面と配線用パッド１１が残るように形状加工する。第１の導体層領域９−１以外の部分、及びリッジ上面の反射端面より１０μｍの領域を、ホトレジストで保護する。その上にｐ側電極の第２の導体層領域９−２を厚さ１００ｎｍのチタン、厚さ５００ｎｍの金の順に蒸着する。そして、前記ホトレジストを用いたリフトオフ法を用いて、前記第２の導体層層９−２を形状加工する。こうして、反射端面より１０μｍの領域後退した第２の導体層領域を形成出来る。
【００５９】
次に、ｎ型ＩｎＰ基板１の下面を研磨して１２０μｍに薄くした後、金−ゲルマニウム、ニッケル、金を蒸着してｎ側電極１０を形成する。この半導体レーザウエハをへき開し、一対のレーザ共振器端面１３、１４を形成する。通例の方法によって、共振器端面には、端面保護と反射率調整を目的として絶縁膜を形成する。この絶縁膜は図示されない。
【００６０】
図６に示すように、この半導体レーザ素子２１をシリコンサブマウント２２にジャンクションアップ法で金−スズのハンダ材により接続し、素子電極とパッケージ電極リードとを金ワイヤで接続する。
【００６１】
本実施例による半導体レーザ素子は６０℃の窒素雰囲気中で１０ｍＷの光出力一定駆動で５０００時間の安定動作をしており、推定寿命は２０万時間である。
【００６２】
＜実施の形態４＞
本例は、構造的には実施の形態１と同様である。ｐ側電極の材質を一部変更した例である。
【００６３】
本発明の第４の実施例による半導体レーザ素子の斜視図は図１と同じである。結晶構造とリッジ形状作成方法は第１の実施例と同じである。即ち、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６表面以外の領域は熱ＣＶＤにより形成した酸化シリコン膜７により覆われている。その上にオーミック電極、即ち、ｐ側電極８の第１の導体層領域９−１となる厚さ１００ｎｍのチタン、厚さ３００ｎｍのニッケル、厚さ５０ｎｍの金を順に蒸着する。そして、この第１の導体層領域９−１を、リッジ上面と配線用パッド１１が残るように形状加工する。
【００６４】
第１の導体層領域９−１以外の部分、及びリッジ上面の端面近傍１０μｍの領域をホトレジストで保護する。その上に第２の導体層領域９−２を厚さ１００ｎｍのチタン層、厚さ５００ｎｍの金層の順に蒸着する。そして、前述のホトレジストを用いたリフトオフ法を用いて第２の導体層領域９−２を形状加工する。こうして、反射端面より１０μｍの領域後退した第２の導体層領域を形成出来る。
【００６５】
次に、ｎ型ＩｎＰ基板１の下面を研磨して１２０μｍに薄くした後、金−ゲルマニウム、ニッケル、金を蒸着してｎ側電極１０を形成する。この半導体レーザウエハをへき開し、一対のレーザ共振器端面１３、１４を形成する。共振器端面には端面保護と反射率調整を目的として絶縁膜を形成する。この絶縁膜は図示されない。
【００６６】
図８に示すように、半導体レーザ素子２１のｐ側電極８と同形に金−スズのハンダ材がパターニングされたシリコンサブマウント２２に、この半導体レーザ素子２１をジャンクションダウン法で接続し、素子電極とパッケージ電極リードとを金ワイヤで接続する。
【００６７】
本実施例による半導体レーザ素子は６０℃の窒素雰囲気中で１０ｍＷの光出力一定駆動で５０００時間の安定動作をしており、推定寿命は１０万時間である。
【００６８】
＜実施の形態５＞
本例は、ｐ側電極８自体、即ち、より具体的には、ｐ側電極８の第１及び第２の導体層領域の双方共、発光端部より内部に設定されている例である。
【００６９】
図１０は本発明の第５の実施例による半導体レーザ素子の斜視図である。これまでの例と同様に、ｎ型ＩｎＰ基板１上に有機金属気相成長法を用いて、ｎ型ＩｎＡｌＡｓクラッド層２とＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層（この層は図示せず）、ＩｎＧａＡｌＡｓ活性層３、ＩｎＧａＡｌＡｓ  ＳＣＨ層（この層は図示せず）、ｐ型ＩｎＡｌＡｓ第１クラッド層４、ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６を順次形成する。ｐ型ＩｎＰ第２クラッド層５、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６はリッジ構造となるようにフォトリソグラフィー法により加工する。
【００７０】
ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層６表面以外の領域とｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層の反射端面より７μｍ幅はプラズマＣＶＤにより形成した酸化シリコン膜７により覆われている。その上に、ｐ側電極８として、第１及び第２の導体層領域９−１、９−２を連続して、厚さ２００ｎｍのチタン層、厚さ５０ｎｍの白金層、厚さ６００ｎｍの金層を順に蒸着する。この第１及び第２の導体層領域９−１、９−２を、反射端面部より５μｍを除くリッジ上面と配線用パッド１１が残るように形状加工する。望ましくは、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層上の端面付近を覆う酸化シリコン膜７の長さは２．５μｍから９．５μｍの間、ｐ側電極８の端面部からの後退距離は０．１μｍから７．５μｍの間とするのがよい。
【００７１】
次に、ｎ型ＩｎＰ基板１の下面を研磨して１２０μｍに薄くした後、金−ゲルマニウム、ニッケル、チタン、白金、金を蒸着してｎ側電極１０を形成する。この半導体レーザウエハをへき開し、一対のレーザ共振器端面１３、１４を形成する。共振器端面には端面保護と反射率調整を目的として絶縁膜を形成する。尚、この絶縁膜は図示されない。
【００７２】
図６に示すように、半導体レーザ素子２１のｐ側電極８と同形に金−スズのハンダ材がパターニングされたシリコンサブマウント２２に、この半導体レーザ素子２１をジャンクションアップ法で接続し、素子電極とパッケージ電極リードとを金ワイヤで接続する。
【００７３】
本実施例による半導体レーザ素子は８５℃の窒素雰囲気中で１０ｍＷの光出力一定駆動で５０００時間の安定動作をしており、外挿で寿命は１０万時間と推定できた。
【００７４】
＜実施の形態６＞
本発明の諸レーザ素子の半導体積層体側の電極にタングステンシリサイド層を用いることが出来る。その例を簡潔に説明する。この例の基本構造は、例えば、実施例１と同様である。又、結晶構造及びリッジ型形状の形成方法も前述の例と同様であるので、説明を省略し、当該電極部の形成手順のみ説明する。
【００７５】
この例は、半導体積層体側の電極がタングステンシリサイド層で出来ている例である。タングステンシリサイド層はコンタクト抵抗が一定に保ちやすく。且つ下地の化合物半導体材料との相互拡散も特性確保の障害とならない程度である。
【００７６】
図１を参酌する。ｐ側電極８は次の手順による。アルゴンイオンスパッタ法により、タングステンシリサイドを３００ｎｍの厚さに形成する。次いで、タングステンシリサイド層のリッジ部の上面と配線用パッド１１が残るように、リアクティブイオンエッチング法により所望形状に加工する。更に、タングステンシリサイド層のリッジ上面の共振器の反射面側の端面の近傍の幅５μｍの領域をエッチングにより、厚さ５０ｎｍにまで薄くする。一方、ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面を研磨して、１２０μｍの厚さに薄くし、金−ゲルマニウム、ニッケル、金を順次蒸着して、ｎ側電極１０を形成する。他の工程は実施例１と同様である。尚、共振器端面の形成はリアクティブイオンエッチングを用いても良い。図６に例示するように、シリコンサブマウント２２に、素子をジャンクションアップ法で接続し、実装する。この例においても、半導体レーザ素子は、８０℃の窒素雰囲気中で１０ｍＷの光出力一定駆動で５０００時間の安定動作をしており、外挿で寿命は１０万時間と推定できた。
【００７７】
＜実施の形態７＞
本例は半導体レーザ素子を用いた光送信モジュールの例を示す。
【００７８】
図１１は本発明の実施例による半導体レーザ素子を用いた光送信モジュールの斜視図である。本発明の半導体レーザ素子を、光ファイバ３１と光結合するようにシリコン基板にモニタ用受光素子、サーミスタとともに搭載し、セラミックパッケージ３２の中に入れて封止する。尚、前記半導体レーザ素子は、第１、第２、第３、第４または第５の実施例のいずれの形態をも採用することが出来る。
【００７９】
図１２はモジュール構造の例を示す斜視図である。図１１のケース３２の内部の一例である。尚、半導体レーザ素子部を示し、レンズ系及び配線は省略されている。ケース３２内にヒートシンク６２上にサブマウント６１が搭載される。サブマウント６１上に半導体レーザ素子６４が搭載される。当該素子の一方の電極はパッド６５を介してリード６８に接続される。他方の電極もパッド６３を介してリード６７に接続される。この例では受光素子６６、サーミスタ７１も内部に封止される。半導体レーザ素子６４はワイヤ６９、７０によってパッド６５及びヒートシンク６２に電気的に接続されている。
【００８０】
本発明の半導体レーザ素子は、高温動作中でも電子冷却素子を用いず使用可能である。本実施例による光送信モジュールは外部駆動により直接変調されて２５℃および６０℃における２．５Ｇｂ／ｓの電流パルス信号に対して発生する光出力信号パルスの重ね合わせであるアイ・パターンを観察すると、眼の形の中央部が開いて、即ち良好なアイ開口がえられ、光パルス波形がそろっていることが確認できた。
【００８１】
別な光送信モジュールはモニタ用受光素子、サーミスタと共に駆動用集積回路素子をも同じパッケージに封止するものである。即ち、本発明の半導体レーザ素子を光ファイバ３１と光結合するようにシリコン基板にモニタ用受光素子、サーミスタ、駆動用集積回路素子とともに搭載し、セラミックパッケージ３２の中に入れて封止する。尚、前記半導体レーザ素子は、第１、第２、第３、第４または第５の実施例のいずれの形態をも採用することが出来る。
【００８２】
本実施例による光送信モジュールは２５℃および８５℃における１０Ｇｂ／ｓの動作波形として、いずれも良好なアイ開口が得られた。
【００８３】
以上、本発明の諸実施の形態を説明した。本発明のリッジ型半導体レーザ素子は、導通に必要な電極を残しながら、半導体レーザ素子の反射端面付近での電極を除去或いはその膜厚を薄くしている。従って、電極による素子端面への引っ張り歪が低減される。このことによって、リッジ領域のネック部のリッジ折れと、劣化の原因の一つとなる転位発生との両方を防止することができる。又、素子の反射端面付近における電流密度が素子中心付近における電流密度より小さいので、素子端面部でのキャリアが少なくなり非発光再結合を低減することが可能である。このことにより、発熱および光吸収を防止することができる。以上の電極による応力および素子端面での電流密度低減により、半導体レーザ素子の発光特性の劣化を防止することができる。
【００８４】
［これまでに知られた諸技術との比較］
前述の反射端面近傍での電極金属層端面が後退している構造と本発明との比較検討をおこなっておきたい。いずれの例も、本発明と比較すれば、半導体材料固有の問題を解決せんとするものであるとか、或いは半導体レーザ素子の構造を異にし、これまた発生する問題の所在が異なったりする。
【００８５】
本発明の第１の主目的は、リッジ型半導体レーザ素子の反射端面への電極による応力による歪みを小さくし、素子の信頼性を高くすることにある。こうした問題は、本発明はリッジ型半導体レーザ素子固有の問題の解決である。その課題と効果は、これまでの例とは本質を異にする。
【００８６】
例えば、特開２０００−２７７８４６号公報（特許文献１）には、窒化物半導体材料を用いた半導体レーザ素子に限定しており、この種の半導体レーザ素子での基板が劈開性を持たない。従って、共振器端面形成時のへき開に伴う衝撃による電極はがれや共振器端面側への主ｐ電極だれを防止するが目的である。この例はこの効果を述べているにとどまっている。特開平１１−３４０５７３号公報（特許文献２）は、窒化ガリウム系半導体レーザ素子、特開平１０−２７９３９号公報（特許文献３）は窒化物半導体レーザ素子に関するものである。前の例と同様に、電極のはがれるのを防止を目的とし、本発明の趣旨は示唆していない。
【００８７】
又、特開平３−２０６６７８号公報（特許文献４）は、従来の埋め込みヘテロ型の半導体レーザ構造の例である。埋め込みヘテロ型構造では電極から活性層発光部までの距離が遠く応力の影響はほとんど無視できるため、リッジ構造を持つ半導体レーザ素子への問題の所在とは本質を異にする。
【００８８】
以上、本願発明を詳細に説明したが、以下に本願発明の諸形態を整理し列挙する。
【００８９】
（１）半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、少なくとも活性層を有する半導体積層体と、前記半導体基板の前記半導体積層体が設けられた側と反対側に設けられた電極と、前記半導体積層体側に設けられた電極とを少なくとも有し、
前記半導体積層体は、当該半導体積層体が有する前記活性層に対して、その上部領域に、光の進行方向に長手方向を有する凸状の半導体積層体部分を有し、
前記半導体積層体側の電極は、少なくとも前記凸状の半導体積層体部分の上面に接触し、且つ
前記半導体積層体側の電極は複数の導体層で構成され、この複数の導体層の内の少なくとも一層、或いは少なくとも一層の当該導体層の端部部分より層の厚さの厚い一部領域が、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の少なくとも一方の端面位置より内側に、その導体層の端面位置或いは前記導体層の端部部分より厚さの厚い一部領域の端部位置を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【００９０】
（２）前記複数の導体層の内の少なくとも一層が、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の双方の端面位置より内側に、その導体層の端面を有することを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【００９１】
（３）前記半導体積層体は第１導電型の第１のクラッド層と、前記活性層と、第２導電型の第２のクラッド層と、コンタクト層とが順次積層され、前記凸状の半導体積層体部分が、前記第２のクラッド層と前記コンタクト層とを有する半導体積層体領域であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【００９２】
（４）前記第１導電型の第１のクラッド層と前記活性層との間、及び前記活性層と前記第２導電型の第２のクラッド層との間の少なくとも一方にキャリア閉じ込めの為の半導体層を有することを特徴とする前記項目（３）に記載の半導体レーザ素子。
【００９３】
（５）前記半導体積層体側の電極を構成する複数の導体層は、前記半導体積層体に近い側の層である第１の導体層領域とこの上部の層の第２の導体層領域とを有し、
前記凸状の半導体積層体部分の長手方向に平行な側面、及びこの側面より外側に延在する前記半導体積層体の上面に絶縁膜が形成され、
前記第１の導体層領域及び第２の導体層領域は、前記凸状の半導体積層体部分の上面、及び前記絶縁膜の少なくとも一部とを覆い、且つ
当該レーザ共振器の少なくとも一方の反射面側の、前記第１の導体層領域の端部位置は、前記レーザ共振器の少なくとも一方の反射面の位置と同等であり、
前記レーザ共振器の少なくとも一方の反射面側の、前記第２の導体層領域の端部位置は、前記第１の導体層領域の端部位置より内側であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【００９４】
（６）前記レーザ共振器の双方の反射面側の、前記第１の導体層領域の端部位置は、前記レーザ共振器の双方の反射面の位置と同等であり、
前記レーザ共振器の双方の反射面側の、前記第２の導体層領域の端部位置は、前記第１の導体層領域の端部位置より内側であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【００９５】
（７）前記半導体積層体側の電極を構成する複数の導体層は、前記半導体積層体に近い側の層である第１の導体層領域とこの上部の層の第２の導体層領域とを有し、
前記第２の導体層領域は、当該レーザ共振器の反射面近傍で、その厚みがその中央部分より薄い部分を有し、
この厚みの薄い部分の反射面側の端部位置は、前記第１の導体層領域の端部と同じ位置に有り、且つ
前記厚みの厚い部分の当該反射面側の端部位置は、前記第１の導体層領域の端部位置より内側であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【００９６】
（８）前記第２の導体層領域の厚みの薄い部分は、当該レーザ共振器の反射面の両側に設けられ、前記第２の導体層領域の厚みの薄い部分の前記反射面側の端部位置は、前記第１の導体層領域の端部位置より内側であることを特徴とする前記項目（７）に記載の半導体レーザ素子。
【００９７】
（９）前記半導体積層体側の電極を構成する複数の導体層は、前記半導体積層体に近い側の層である第１の導体層領域とこの上部の層の第２の導体層領域とで構成され、
前記凸状の半導体積層体部分の長手方向に平行な側面、及びこの側面より外側に延在する前記半導体積層体の上面に絶縁膜が形成され、
前記第１の導体層領域は、前記凸状の半導体積層体領域の上面と、及び前記絶縁膜の少なくとも一部とを覆い、且つ
当該レーザ共振器の少なくとも一方の反射面側の、前記第１の導体層領域の端面位置は、前記レーザ共振器の共振器の反射面の位置より内側の位置であり、且つ
前記レーザ共振器の少なくとも一方の反射面側の、前記第２の導体層領域の端面位置は、前記第１の導体層領域の端部と同等の位置であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【００９８】
（１０）前記第１の導体層領域と前記第２の導体層領域の端部の位置は、当該レーザ共振器の反射面の両側で、前記レーザ共振器の共振器の反射面の位置より内側の位置であることを特徴とする前記項目（９）に記載の半導体レーザ素子。
【００９９】
（１１）前記半導体積層体側の電極を構成する複数の導体層は、前記半導体積層体に近い側の層である第１の導体層領域とこの上部の層の第２の導体層領域とで構成され、
前記凸状の半導体積層体部分の長手方向に平行な側面、及びこの側面より外側に延在する前記半導体積層体の上面に絶縁膜が形成され、
前記第１の導体層領域は、前記凸状の半導体積層体領域の上面と、及び前記絶縁膜の少なくとも一部とを覆い、且つ
当該レーザ共振器の少なくとも一方の反射面側の、前記第１の導体層領域の端部位置が、前記レーザ共振器の共振器の反射面の位置より内側であり、且つ
前記レーザ共振器の少なくとも一方の反射面側の、前記第２の導体層領域の端部位置が、前記第１の導体層領域の端部位置より内側であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【０１００】
（１２）当該レーザ共振器の両方の反射面側の、前記第１の導体層領域の端部位置が、前記レーザ共振器の共振器の反射面の位置より内側であり、且つ
前記レーザ共振器の両方の反射面側の、前記第２の導体層領域の端部位置が、前記第１の導体層領域の端部位置より内側であることを特徴とする前記項目（１１）に記載の半導体レーザ素子。
【０１０１】
（１３）前記半導体積層体側の電極を構成する複数の導体層は、第１の導体層領域とこの上部の第２の導体層領域とで構成され、前記第１の導体層領域がチタン層と白金層、及びチタン層とニッケル層のいずれか組み合わせの複数層を有し、前記第２の導体層領域が金層であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【０１０２】
（１４）前記半導体積層体側の電極がタングステンシリサイド層を含むことを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【０１０３】
（１５）前記半導体積層体側の電極を構成する複数の導体層は、前記半導体積層体に近い側の層である第１の導体層領域とこの上部の層の第２の導体層領域とで構成され、
第１の導体層領域の当該共振器の反射面側の端面と第２の導体層領域の当該共振器の反射面側の端面との距離と、前記第１の導体層領域のシート抵抗との積が２Ω・ｍｍ以下であることを特徴とする前記項目（１）に記載の半導体レーザ素子。
【０１０４】
（１６）基板と、この基板に搭載された半導体レーザ素子と、その内部に前記半導体レーザ素子が少なくとも搭載された基板を有するパッケージとを有し、且つ
前記半導体レーザ素子が、
半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、少なくとも活性層を有する半導体積層体と、前記半導体基板の前記半導体積層体が設けられた側と反対側に設けられた電極と、前記半導体積層体側に設けられた電極とを少なくとも有し、
前記半導体積層体は、当該半導体積層体が有する前記活性層に対して、その上部領域に、光の進行方向に長手方向を有する凸状の半導体積層体部分を有し、
前記半導体積層体側の電極は、少なくとも前記凸状の半導体積層体部分の上面に接触し、且つ
前記半導体積層体側の電極は複数の導体層で構成され、この複数の導体層の内の少なくとも一層、或いは少なくとも一層の、端部部分より厚さの厚い一部領域が、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の少なくとも一方の端面位置より内側に、その導体層の端面位置或いは厚さの厚い一部領域の端部位置を有する半導体レーザ素子であることを特徴とする光モジュール。
【０１０５】
（１７）半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、少なくとも活性層を有する半導体積層体と、前記半導体基板の前記半導体積層体が設けられた側と反対側に設けられた電極と、前記半導体積層体側に設けられた電極とを少なくとも有し、
前記半導体積層体は、当該半導体積層体が有する前記活性層に対して、その上部領域に、光の進行方向に長手方向を有する凸状の半導体積層体部分を有し、
前記半導体積層体側の電極は、少なくとも前記凸状の半導体積層体部分の上面に接触し、且つ
前記半導体積層体側の電極は、当該半導体レーザの共振器を構成する反射面の少なくとも一方の端面位置より内側に、前記電極層の端面位置或いは前記電極の厚さの厚い一部領域の端部位置を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【０１０６】
（１８）前記半導体積層体側の電極がタングステンシリサイド層であることを特徴とする前記項目（１７）に記載の半導体レーザ素子。
【符号の説明】
【０１０７】
１：ｎ−ＩｎＰ基板、２：ｎ−ＩｎＡｌＡｓクラッド層、３：ＩｎＧａＡｌＡｓ活性層、４：ｐ−ＩｎＡｌＡｓクラッド層、５：ｐ−ＩｎＰクラッド層、６：ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、７：酸化シリコン膜、８：ｐ側電極、９−１：ｐ側電極の第１の導体層領域、９−２：ｐ側電極の第２の導体層領域、１０：ｎ側電極、１１：配線用パッド、１２：位置合わせ用マーカ、１３：共振器端面、１４：共振器端面、２１：半導体レーザ素子、２２：シリコンサブマウント、３１：光ファイバ、３２：セラミックパッケージ、４１：ｎ−ＩｎＰクラッド層、４２：ＩｎＧａＡｓＰ活性層、４３：レーザ発振領域、４４：ｐ−ＩｎＰクラッド層、４５：ｐ−ＩｎＰ埋込層、４６：ｉ−ＩｎＰ埋込層、４７：ｎ−ＩｎＰ埋込層、４８：ｐ−ＩｎＰ埋込層、４９：ｐ−ＩｎＰ埋込層、５０：メサ溝、５１：埋込メサ溝、６１：サブマウント、６２：ヒートシンク、６３：パッド、６４：レーザ素子、６５：パッド、６６：受光素子、６７：リード、６８：リード、６９：ワイヤ、７０：ワイヤ、７１：サーミスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の第１面上に形成された活性層を含む半導体積層体と、
前記半導体基板の第１面と逆の第２面に形成された第１電極と、
前記半導体積層体上に形成された第２電極と、を備え、
前記半導体積層体は一方に長い凸部を備え、
前記凸状の長手方向の一端側から他端側まで前記活性層が延在し、
前記第２電極は、前記凸部上面に形成されており、
前記第２電極は、前記半導体積層体側に形成された第３電極と、前記第３電極上に形成された第４電極とを備え、
前記第４電極の前記凸部の長手方向における端部は、前記第３電極の前記凸部の長手方向における端部の内側に配置されており、
前記第３電極の前記凸部の長手方向における端部と前記第４電極の前記凸部の長手方向における端部との距離が、０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記第３電極の前記凸部の長手方向における端部と前記第４電極の前記凸部の長手方向における端部との距離と、前記第１の導体層におけるシート抵抗との積が、２Ω・ｍｍ以下であることを特徴とする半導体レーザ素子。